|
|
|
|
|
|
||
Методами стандартизации являются унификация, агрегатирование и типизация, обеспечивающие взаимозаменяемость и специализацию на разных уровнях.
Под унификацией понимается один из важнейших методов стандартизации, заключающийся в рациональном сокращении видов, типов и размеров изделий одинаково функционального назначения, а также узлов и деталей, входящих в изделие с целью создания ограниченного числа взаимозаменяемых узлов и деталей, позволяющих собирать новые изделия с добавлением определенного количества оригинальных элементов. Чем больше унифицированных узлов и деталей в машине, тем короче сроки проектирования и изготовления, так как сокращается количество чертежей, количество вновь разрабатываемых технологических процессов, проектируемой оснастки. Унификация позволяет снизить стоимость производства новых изделий, повысить серийность и, следовательно, уровень автоматизации производственных процессов, снизить трудоёмкость изготовления, обеспечить большую мобильность промышленности при выпуске новых изделий, организовать специализированные производства.
Унификация изделий осуществляется на основе определенного их подобия в выполнение аналогичных функций. Унификация, целесообразность которой экономически обоснована, должна завершать стандартизацией унифицированных изделий, При этом необходимо помнить, что унификация должна производится с учётом перспектив совершенствования узлов и деталей. Понятие "унификация машин и оборудования" распространяется на типы, основные размеры и параметры машин их составных частей - улов и деталей.
Наиболее элементарным видом унификации является " симплификация " - простое сокращение наименее употребляемых элементов до целесообразного минимума. Симплификация используется для рационального ограничения номенклатуры при разработке ограничительных стандартов. Различаются следующие виды унификации: типоразмерная, внутритиповая и межтиповая.
Типоразмерная унификация осуществляется в изделиях функционального одинакового назначения, отличающихся друг от друга числовым значением главного параметра.
Внутритиповая унификация осуществляется в изделиях одного итого же функционального назначения, имеющих одинаковое числовое значения главного параметра, но отличающихся конструктивным исполнением составных частей.
Межтиповая унификация осуществляется в изделиях различного типа и конструктивного различного исполнения (например, унификация продольно-фрезерных, строгальных, шлифовальных станков между собой).
Работы по унификации могут проводиться на трёх уровнях: заводском, отраслевом, межотраслевом. Кроме того, в последнее время успешно развивается международная унификация. Работа по унификации проводится в определенной последовательности. В первую очередь необходимо определить направление, вид и уровень унификации, а затем произвести сбор чертежей унифицируемых изделий, классифицировать чертежи в соответствии с поставленной задачей. Дальше либо разрабатывается новая конструкция, либо выбирается одна из существующих в качестве унифицированной конструкции, которая сможет заменить все ранее применявшиеся. Затем устанавливается оптимальное количество типоразмеров и разрабатывается стандарт на конструктивно унифицированный ряд деталей. Завершающимся этапом работы по унификации является организация специализированного производства стандартных деталей.
Уровень унификации изделий или их составных частей определяется с помощью системы показателей, из которых обязательным является коэффициент применяемости на уровне типоразмеров.
Под коэффициентом применяемости понимается выраженное в процентах отношение количества заимствованных, покупных и стандартизированных типоразмеров к общему количеству типоразмеров изделия.
Коэффициент применяемости по типоразмерам 
, %, вычисляются по формуле
,
где n- общее количество типоразмеров изделий; 
количество оригинальных типоразмеров. К оригинальным относятся составные части, разработанные для данного изделия.
В соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 10 ноября 1970 года N 937 " О повышение роли стандартов в улучшение качества выпускаемой продукции" планирование уровня унификации изделий является составной частью Государственного планирования и должно увязываться с планом развития всего народного хозяйства СССР. Существуют перспективные годовые планы работ по унификации, в которых задаются показатели уровня унификации отдельных изделий и показатели уровня унификации для групп изделий. Постановление обязывает министерства и ведомства устанавливать технических заданиях на разработку новых изделий уровень унификации с учётом современных достижений науки и техники и возлагает на генеральных и главных конструкторов и руководителей конструкторского бюро персональную ответственность за обеспечение высокого уровня унификации вновь разрабатываемых изделий. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986-1990 гг. и на период до 2000г. предусмотрено "углублять отраслевую и межотраслевую унификацию машин, узлов и деталей.... Обеспечить максимальную унификацию узлов и деталей. Осуществить меры по созданию машин, оборудования и приборов на основе унифицированных блочно-модульных и базовых конструкций". Последняя задача относится к агрегатированию и типизации, которые можно рассматривать как более высокие уровни унификации.
Агрегатирование - это метод создания и эксплуатации машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных, унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости.
Агрегатирование обеспечивается расширением области применения машин путём замены их отдельных узлов и блоков, возможность компоновки машин, приборов, оборудования разного функционального назначения из отдельных узлов, изготавливаемых на специализированных предприятиях, создания универсальных приспособлений при разработке технологической оснастки и т. д.
Агрегатирование позволяет также увеличить номенклатуру выпускаемых машин и оборудования за счёт модификации их основных типов и создания различных исполнений. Кроме того, агрегатирование дает возможность применение приспособлений и сложной технологической, механизированной и автоматизированной оснастки за счёт использования общих агрегатов и узлов, организовать высокопроизводительный ремонт машин и других изделий за счёт использования взаимозаменяемых агрегатов и узлов.
Агрегатированное оборудование обладает конструктивной обратимостью, что дает возможность многократного применения стандартных агрегатов и узлов в новых компоновках при изменении конструкций объекта производства и при необходимости переналадки производства навыпуск новых видов продукции в гибких производственных системах. Поэтому у агрегатного оборудования в наибольшей степени развита конструктивная преемственность, упрощён ремонт, снижена номенклатура запасных частей. При разработке научных основ агрегатирования используется основные положения теории машин и механизмов. Для определения рациональной разработки конструкций на элементы необходимо использовать классификатор деталей. Агрегатирование дает возможность уменьшить объём проектно-конструкторских работ, сократить сроки подготовки и освоения производства, снизить трудоёмкость изготовления изделий и снизить расходы на ремонтные операции. Дальнейшее развитие принципов агрегатирования требует разработки вопросов теории. Так, широкое внедрение агрегатирования должно сопровождаться разработкой параметрических стандартов на показатели качества, надёжности и долговечности различных типов машин и оборудования. Примером агрегатированного оборудования в машиностроении является агрегатный станок, в котором на круглой станине устанавливаются несколько головок, позволяющих присоединять различные насадки и выполнять сверлильно-расточные, резьбовые, фрезерные и другие операции ("обрабатывающий центр").
Принцип агрегатирования широко используется в Единой системе технологической подготовки производства (ЕСТПП) при создании стандартной переналаживаемой оснастки, изготавливаемой из стандартных узлов, деталей и заготовок. Примером в данном случае является система универсально-сборных приспособлений (УСП), которые компонуют из взаимозаменяемых элементов: плит, угольников, стоек, опор, прихватов, зажимов и т. п. И используются для сверлильных, фрезерных, токарных, сварочных, сборочных и других операций.
В машиностроении используется базового агрегата, при котором, присоединяя к базовой модели машины специальное оборудование, получают ряд производных машин разнообразного назначения. Примером служит создание конструктивно-унифицированного ряда колёсных транспортных машин. Используется также метод секционирования - разделения машин на одинаковые унифицированные секции, из которых собирается ряд производных машин.
Принцип агрегатирование используется при создании контрольно-измерительных приборов, которые могут компоноваться из унифицированных электронных блоков, датчиков, измерительных головок, элементов пневматических приборов и т.д.
Агрегатирование нашло широкое применение также в радиоэлектронике при проектировании радиоэлектронной аппаратуры на основе прогрессивного функционально-узлового метода. В радиоэлектронике разрабатываются унифицированные функциональные узлы, которые играют туже роль, что и агрегаты в машиностроение, и позволяют создавать большее количество радиоэлектронных устройств.
В перспективе развития агрегатирования в масштабе всей страны позволит:
Типизация - метод стандартизации, заключающийся в установление типовых объектов для данной совокупности, принимаемых за основу (базу) при создании других объектов, близких по функциональному назначению. Этот метод иногда называется методом " базовых конструкций", так как в процессе типизации выбирается объект, наиболее характерный для данной совокупности, с оптимальными свойствами, а при получении конкретного объекта - изделия или технологического процесса выбранный объект (типовой) может претерпевать лишь, некоторые, частичные изменения или доработки. Таким образом, типизация является распространением большого количества функций на малое число объектов, так как обеспечивает сохраняемость только типовых объектов из данной совокупности. Эффективность типизации обусловлена использованием проверенного решения при разработке нового изделия, ускорением и снижением стоимости подготовки производства изделий, создаваемых на одной базе, облегчением условий эксплуатации типовых (базовых) изделий и их модификаций. Типизация завершается стандартизацией разработанных типовых изделий.
Типизация как эффективный метод стандартизации развивается в трёх основных направлениях: стандартизация типовых технологических процессов; стандартизация типовых изделий общего назначения; создание нормативно-технических документов, устанавливающих порядок проведения каких-либо работ, расчётов, испытаний и т. п.
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986 -1990 гг. и на период до 2000 года предусмотрено " развивать на основе перспективных научно-технических достижений типизация технологий". Типизация технологических процессов обусловлена неоправданно большим разнообразием существующих вариантов технологических процессов при изготовлении аналогичных деталей, что приводит к повышению себестоимости их изготовления. Очень часто новый технологический процесс изготовления изделия разрабатывается заново без учёта существующего опыта. Кроме того, на различных заводах на одну и ту же деталь могут быть созданы различные технологические процессы. При смене объекта производства весь объём технологических разработок повторяется заново и значительная часть технологических процессов дублирует ранее разработанные процессы, в то время как установлено, что для отдельных элементов конструкций изделий до 70-80 % всей их номенклатуры переходит из изделия в изделие с незначительными изменениями, сохраняя основные конструктивно-унифицированные параметры, характерные для данного типа.
Первым этапом типизации и последующей стандартизации технологических процессов является классификация объектов основного и вспомогательного производства, технологических операций и средств технологического оснащения. Она ведётся на базе "Технологического классификатора деталей машиностроения и приборостроения", в соответствии с которым детали группируют по признакам, определяющим общность технологического процесса их изготовления. Технологическое подобие деталей определяется совокупностью конструктивных признаков, главным из которых является геометрическая форма, а также технологическими характеристиками деталей. Технологический код деталей, сформулированный в соответствие с "Технологическим классификатором", служит для подбора деталей по технологическому подобию в группы, оптимальные по числу подобных деталей. Такое группирование является обязательным условием типизации технологических процессов и способствует внедрению группового метода обработки.
Использование "Технологического классификатора" даёт возможность механизировать процесс анализа технологических документов, позволяет применять ЭВМ для обработки информации и создает поэтому базу для внедрения АСУТП.
Типизация технологических процессов включает анализ возможных технологических решений при изготовлении деталей классификационной группы и проектирования оптимального технологического процесса для каждой группы.
Типовой технологический процесс, являющийся общим для группы деталей, имеет единый план обработки по основным операциям, однотипное оборудование и оснастку. При разработке типового технологического процесса за основу может быть взят наиболее совершенный действующий технологический процесс или спроектирован новый.
Основным методом типизации технологического процесса следует считать метод технологической последовательности, основанный на общности технологических процессов. Документацию на типовой технологический процесс необходимо оформлять в соответствии с требованиями стандартов ЕСТД, а разрабатывать его - в соответствии с ЕСТПП. Типовой технологический процесс оформляется в виде карт технологического маршрута и набора стандартных карт (технологических стандартов).
Взаимозаменяемость - это свойство независимо изготовленных деталей, узлов и агрегатов обеспечивать беспрепятственную сборку машин или приборов и выполнять своё служебное назначение без нарушения технических требований, предъявляемых к данному изделию в целом. Взаимозаменяемыми детали и узлы являются в том случае, если характеризующие их параметры находятся в заданных пределах. Требования взаимозаменяемости предъявляется к таким параметрам, как точность сопрягаемых размеров, отклонение формы и расположение поверхностей, волнистость и шероховатость, физико-химические свойства материалов Беспрепятственная сборка обеспечивается за счёт точности геометрических параметров, а для обеспечения функциональных требований необходимо обеспечить заданную точность функциональных параметров, т. е. Таких параметров, которые влияют на эксплуатационные показатели изделий и на служебные функции деталей и узлов. Так, от размера зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит мощность двигателей (эксплуатационный показатель). Зазор в подвижном соединении должен обеспечивать не только сборку и точность взаимного расположения, но и минимальное трение, компенсацию температурных изменений и износа других факторов, влияющих на выходные эксплуатационные характеристики - долговечность, точность перемещения, расход масла и т. п.
Функциональные требования наиболее полно учитываются на основе метода функциональной взаимозаменяемости. Под методом функциональной взаимозаменяемости определяется точность геометрических и физико-химических параметров деталей и узлов на основе достаточно строго установленных связей между этими параметрами и эксплуатационными показателями. При этом исходят экономически оптимальных пределов изменения эксплуатационных показателей.
Различают взаимозаменяемость полную и неполную, внешнюю и внутреннюю.
Полная взаимозаменяемость обеспечивается соблюдением параметров с такой точностью, которая допускает сборку и замену любых сопрягаемых деталей, узлов и агрегатов без каких-либо дополнительных мероприятиях - обработки, подбора, регулировки. При полной взаимозаменяемости упрощаются процессы сборки и создаются условия для её автоматизации, специализации и кооперирования, упрощается ремонт. В тех случаях, когда возникает необходимость изготовить деталь с малыми и трудно выполнимыми допусками, нецелесообразными с экономической точки зрения, от полной взаимозаменяемости переходят к неполной.
Неполная взаимозаменяемость характеризуется возможностью проведения таких дополнительных мероприятий при сборке, как групповой подбор деталей (селективная сборка) применение компенсаторов, регулировка положения, пригонка.
Внешняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий и узлов по эксплуатационным показателям, а также по размерам и формам присоединительных поверхностей, по которым взаимосвязанные узлы основного изделия соединяются между собой, а также с покупными и кооперируемыми изделиями.
Внутренняя взаимозаменяемость - это взаимозаменяемость деталей, составляющих отдельные узлы, или составных частей и механизмов, входящих в изделие. Например, в подшипниках качения внешняя взаимозаменяемость осуществляется по наружному диаметру наружного кольца, а внутренней взаимозаменяемостью обладают тела качения и кольца.
Уровень взаимозаменяемости производства характеризуется коэффициентом взаимозаменяемость, который равен отношению трудоёмкости изготовления взаимозаменяемых деталей и частей к общей трудоёмкости изготовления изделия. Он является показателем технического уровня производства. Взаимозаменяемость позволяет расчленить производственный процесс, повысить производительность труда на сборочных операциях, организовать серийное массовое производство, выделить специализированное производство отдельных узлов, деталей и агрегатов, осуществить кооперирование производства, агрегатирование, внедрить механизацию и автоматизацию производственных процессов, в том числе сборки. В эксплуатации взаимозаменяемость обеспечивает помимо требуемой надёжности и долговечности изделий бесподгоночную замену старых узлов и деталей, облегчает ремонт. Нормативной базой взаимозаменяемости является стандартизация.
Существуют стандарты, которые регламентируют общие нормы взаимозаменяемости, и стандарты, содержащие требования взаимозаменяемость конкретных изделий. К стандартам первой группы в основном относятся государственные стандарты, распространяющие на всё машиностроение и приборостроение или на несколько отраслей (стандарты на ряды предпочтительных чисел, ряды нормальных линейных размеров, стандарты на допуски и посадки, резьбы, зубчатые передачи и т. п.). В стандартах второй группы устанавливаются, как правило, требования, определяющие внешнюю взаимозаменяемость (основные присоединительные размеры, допуски этих размеров, выходные эксплуатационные характеристики и их допустимые отклонения). Показатели взаимозаменяемости в таких стандартах должны соответствовать общим нормам.
С развитием экономических связей между странами и ростом международной торговли большое значение приобретает обеспечение взаимозаменяемости в международном масштабе, в связи с чем большое внимание вопросам взаимозаменяемости уделяется в деятельности международных организаций по стандартизации. В нашей стране, как уже отмечалось, осуществлен переход на системы допусков СЭВ.
Унификация, агрегатирование, типизация, взаимозаменяемость являются базой для развития работ по специализации. Возможны два пути увеличения выпуска продукции: первый - расширение производственных площадей и увеличение численности рабочих (экстенсивный); второй - развитие специализации производства (интенсивный). Стоимость изделий при специализированном производстве снижается. Специализация может быть предметной, технологической и функциональной.
Предметная специализация заключается в том, что на отдельном предприятии сосредоточивается выпуск продукции, соответствующей профилю предприятия, например, специализация завода по выпуску тракторов, станков и т. п. При предметной специализации используется принцип преемственности конструкции, что означает установление ограниченного перечня типов машин (подлежащих выпуску), построенного на основе параметрических рядов. В результате увеличивается объём выпуска и снижается себестоимость продукции. Предметная специализация - это начальная форма производства.
Подетальная специализация заключается в том, что в процессе изготовления выделяется производство отдельных деталей, узлов и сборочных единиц, Этот вид специализации экономически наиболее выгоден. При подетальной специализации предприятия-смежники поставляют сборочным предприятиям необходимые детали, узлы, агрегаты (например, крепёжные детали, шарикоподшипники, зубчатые колёса и др.).
Технологическая специализация - это выделение отдельных стадий технологического процесса в специализированные заводы, цехи, участки (например, производство отливок, потоков штамповок; изготовление сварных металлопродукций; организация прядильных, ткацких фабрик в текстильной промышленности и т. п.). При технологической специализации увеличиваются масштабы производства, повышается производительность труда, снижается себестоимость, рациональней используются средства производства.
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986 -1980гг. и на период до 2000 года предусмотрено " расширить предметную, подетальную и технологическую специализацию и кооперирование производства, эффективно сочетая со специализированными заводами механосборочные предприятия".
Функциональная специализация возникла в результате разделения и кооперирования труда в области вспомогательного обслуживания производства. Наиболее важной разновидностью функциональной специализации является организация централизованного ремонтного обслуживания группы предприятий, объединенным по тем или иным признакам: территориальному, отраслевому или эксплуатационному. Функциональная специализация обеспечивает высокую производительность и снижение себестоимости вспомогательного обслуживания производства.
В последнее время получают широкое распространение агрегатная, предметно-агрегатная и подетально-технологическая специализации; развивается межотраслевая и территориальная специализации промышленности на основе создания районных комплексов специализированных производств. Такие комплексы включают предприятия всех видов специализации на основе расчета экономически выгодных радиусов кооперирования.
Специализация может осуществляться на заводском, отраслевом и межотраслевом уровнях Успешно развивается международная специализация, особенно в рамках СЭВ.